他們進行了一個模擬 Tor 網絡的實驗

幾天前,滑鐵盧大學和美國海軍研究實驗室的研究人員展示了 Tor 網路模擬器的開發成果,該模擬器在節點和用戶數量上與 Tor 主網路相當,並允許進行接近真實條件的實驗。

實驗中開發的工具包和網路建模方法使得在一台擁有 4 TB 記憶體的電腦上模擬 6489 個 Tor 節點的網路運行成為可能,同時有 792 個虛擬用戶連接到該網路。

值得注意的是,這是 Tor 網路的首次大規模模擬,其節點數量與真實網路相對應(運行中的 Tor 網路約有 6 個節點和 2 萬連接用戶)。

Tor 網絡的完整模擬在識別瓶頸、建模攻擊行為、在現實條件下測試新的優化技術以及證明安全相關概念方面具有重要意義。

借助功能全面的模擬器,Tor 開發者可以避免在主網路或單一工作節點上進行實驗的做法,從而避免侵犯用戶隱私帶來的額外風險,也無法完全消除故障的可能性。例如,Tor 預計將在未來幾個月內引入對一種新的擁塞控制協議的支持,而模擬器將使他們能夠在將其部署到真實網路之前對其進行充分的研究。

除了消除實驗對Tor 主網路的機密性和可靠性的影響外,獨立測試網路的存在還可以在開發過程中快速測試和調試新程式碼,無需等待冗長的中間實現即可立即對所有節點和用戶實施更改,並透過實施新想法更快地創建和運行原型。

正在努力改進工具包,據開發人員稱,該工具包將減少 10 倍的資源消耗,並允許在同一台計算機上模擬超出真實網絡的網絡操作,這可能是識別可能存在的問題所必需的. 使用 Tor 縮放。 在工作過程中,還創建了幾種新的網絡建模方法,可以預測網絡狀態隨時間的變化,並使用後台流量生成器來模擬用戶活動。

研究人員也研究了模擬網絡規模與將實驗結果投射到真實網絡的可靠性之間的關係。在 Tor 的開發過程中,所有變更和最佳化都首先在小型測試網路上進行測試,這些測試網路包含的節點和使用者數量遠少於真實網路。

研究發現,在小型模擬中獲得的預測統計誤差可以通過對不同初始數據集的獨立實驗的重複重複來補償,而模擬網絡越大,獲得統計顯著性結論所需的重新測試就越少。

為了建模和模擬 Tor 網絡,研究人員正在開發幾個在 BSD 許可下分發的開源項目:

  • 陰影: 一個通用的網絡模擬器,允許您運行真實的網絡應用程序代碼,以重新創建具有數千個網絡進程的分佈式系統的操作。 模擬基於真實未修改應用程序的系統。
  • 託內特工具:一組工具,用於生成可在 Shadow 環境中運行的 Tor 網絡的真實模型,以及用於運行和自定義模擬過程,累積和可視化結果。 反映實際 Tor 網絡性能的指標可以用作網絡生成的模板。
  • TGen: 基於用戶建立的參數(大小、延遲、流數等)的流量生成器。 流量整形方案可以基於 GraphML 格式的特殊場景,並使用概率馬爾可夫模型來分配 TCP 流和數據包。
  • 洋蔥跟踪: 一組工具,用於監控模擬 Tor 網絡中的性能和事件,以及用於記錄和回放有關 Tor 節點鏈的形成以及將流量鏈接到它們的信息。

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